RT Dissertation/Thesis
T1 Desarrollo de metodología ómicas para el estudio y diagnóstico precoz del cáncer de pulmón
A1 Callejón Leblic, María Belén
A2 Universidad de Huelva. Departamento de Química “Profesor José Carlos Vílchez Martín”, 
K1 Pulmones -- Cáncer
K1 Espectrometría de masa
AB El cáncer de pulmón (CP) constituye una de las muertes más comunespor neoplasia en el mundo provocando más de 1.300.000 muertes al año. Lasupervivencia a 5 años comprende un 65% cuando la enfermedad sediagnostica en estadios precoces, disminuyendo a un 10% cuando seencuentra en estados avanzados. Por ello, la búsqueda de biomarcadorescapaces de detectar de forma precoz el CP, así como capaces de evaluar laprogresión del mismo, constituye un importante reto en medicina. En estesentido, las metodologías ómicas son herramientas de análisis muy poderosasque permiten determinar un gran número de moléculas, como metabolitos,proteínas o metales unidos a proteínas. Estas biomoléculas pueden sufriralteraciones en respuesta a una enfermedad, por lo que podrían servir comomarcadores de diagnóstico. Así, en esta Tesis Doctoral se han aplicado tresmetodologías ómicas (metabólomica, ionómica y metalómica), basadas en laespectrometría de masas, a muestras biológicas humanas de pacientes concáncer de pulmón, con el objetivo de identificar biomoléculas alteradas enesta enfermedad que puedan servir como biomarcadores.Con el fin de abarcar una mayor cobertura de metabolitos se optimizóuna plataforma metabolómica “no dirigida” basada en dos técnicas analíticas:la cromatografía de gases (GC-MS) y la infusión directa (DI-MS) acopladas aespectrometría de masas (MS). Esta plataforma fue aplicada a muestras depacientes con CP, pacientes control y pacientes con diversas enfermedadespulmonares no cancerosas como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica,EPOC. Las muestras empleadas en el estudio fueron muestras de suerosanguíneo, de orina, y como principal novedad del estudio, muestras delavado broncoalveolar (LBA), de las que no había antecedentes en bibliografía. Para ello, los perfiles metabolómicos de pacientes con CP secompararon estadísticamente con los de personas sanas empleando el análisismultivariante de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA) para encontrarmetabolitos diferentes de forma significativa entre los grupos. El análisis PLSDAtambién fue aplicado para comparar la existencia de metabolitos alteradosen pacientes con EPOC y evaluar su posible relación con el CP. Así mismo, seevaluó la diferenciación metabolómica entre estadios tempranos y avanzadosde la enfermedad.Por otro lado, se desarrolló una metodología ionómica basada en ICPQQQ-MS para la determinación multielemental en muestras de suero, orina yLBA con el fin de evaluar la distribución de oligoelementos y metales tóxicosen CP. Además, a las muestras de suero sanguíneo se les aplicó un método defraccionamiento para la separación de la fracción de alta (HMM) y baja(LMM) masa molecular y determinar la concentración de elementos en cadafracción. Finalmente, se desarrolló una metodología metalómica basada en latécnica de dilución isotópica por ICP-QQQ-MS para determinar laconcentración de 3 selenoproteínas importantes presentes en suero: glutatiónperoxidasa (eGPx), selenoproteína P (SELENOP) y selenoalbúmina (SeAlb).Esta metodología también permitió la separación de moléculas pequeñas deselenio.De esta forma, la aplicación de estas plataformas metabolómicas,ionómicas y metalómicas en diferentes muestras biológicas de pacientes conCP, han permitido estudiar la alteración de metabolitos, metales ybiomoléculas de selenio asociadas al CP aportando nuevas contribuciones a lapatología de esta enfermedad.
AB Lung cancer (LC) is one of the most common deaths from neoplasia inthe world, causing more than 1,300,000 deaths per year. The 5-year survivalcomprises 65% when the disease is diagnosed in early stages, decreasing to10% in advanced stages. Therefore, the search for biomarkers capable of earlydetection of LC, as well as capable of evaluating its progression, is a challengeof great interest in medicine. In this sense, omics methodologies are verypowerful analysis tools that allow determining a large number of molecules(metabolites, proteins, metals bound to proteins). These biomolecules canundergo alterations in response to a disease, so they could serve as diagnosticmarkers. Thus, in this Doctoral Thesis, three omics methodologies(metabolomics, ionomics and metallomics) based on mass spectrometry havebeen applied to human biological samples of patients with lung cancer inorder to identify altered biomolecules in this disease that can serve asbiomarkers.In order to achieve greater metabolite coverage, a "non-target"metabolomic platform was optimized based on two analytical techniques: gaschromatography (GC-MS) and direct infusion (DI-MS) coupled to massspectrometry. This platform was applied to samples of patients with LC,control patients and patients with various non-cancerous lung diseases suchas chronic obstructive pulmonary disease COPD. The samples used in thestudy were samples of blood serum, urine, and as the main novelty of thestudy, samples of bronchoalveolar lavage (BAL), of which there was nobackground in the literature. Therefore, the metabolic profiles of LC patientswith those of healthy people were compared statistically by means of themultivariate analysis of partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) in order to find significantly different metabolites between the groups. ThePLS-DA analysis was also applied to compare the occurrence of alteredmetabolites in patients with COPD and evaluate their possible relationshipwith LC. Likewise, the metabolomic differentiation between early andadvanced stages of the disease was evaluated. On the other hand, an ionomicmethodology based on ICP-QQQ-MS was developed for multielementaldetermination in samples of serum, urine and BAL in order to evaluate thedistribution of trace elements and toxic metals in LC. In addition, serumsamples were subjected to a fractionation method for the separation of thehigh fraction (HMM) and low fraction (LMM) molecular mass and determinethe concentration of elements in each fraction. Finally, a metallomicmethodology based on the isotope dilution technique by ICP-QQQ-MS wasdeveloped to determine the concentration of 3 important selenoproteinspresent in serum: glutathione peroxidase (eGPx), selenoprotein P (SELENOP)and selenoalbumin (SeAlb). This methodology also allowed the separation oflow molecular mass species of selenium.Thus, the application of these metabolomic, ionomic and metallomicplatforms in different biological samples from patients with LC has allowedthe study of the alteration of metal metabolites and selenium biomoleculesassociated with LC disease, giving place to new contributions to thepathology of this disease.
PB Universidad de Huelva
YR 2019
FD 2019
LK http://hdl.handle.net/10272/18814
UL http://hdl.handle.net/10272/18814
LA spa
DS Repositorio Institucional de la Universidad de Huelva
RD 31 may 2026